Điện Lạnh Cơ Bản 2 _ www.bit.ly/taiho123

ĐIỆN LẠNH CƠ BẢN Môi chất làm lạnh chất tải lạnh 1.1 Các yêu cầu với môi chầt lạnh (17 yêu cầu) Các yêu cầu nhiệt động 1) Nhiệt độ sơi áp suất khí phải thấp: tránh cho thiết bị bay khỏi phải làm việc với áp suất chân không 2) Ở nhiệt độ môi trường áp suất ngưng tụ phải thấp, song phải cao áp suất khí quyển: giảm chiều dày thiết bị, đường ống hệ thống lạnh 3) Nhiệt độ tới hạn phải cao: tăng dải làm việc cho máy lạnh 4) Nhiệt độ điểm pha phải thấp: tăng dải làm việc cho máy lạnh 5) Nhiệt ẩn hóa lớn: lượng mơi chất tuần hồn hệ thống nhỏ 6) Nhiệt dung riêng đẳng áp phải lớn: đường đẳng áp nằm ngang chu trình gần chu trình ngược Carnot 7) Độ nhớt vừa phải: độ nhớt lớn làm tăng công tiêu tốn vơ ích cho ma sát, độ nhớt nhỏ mơi chất dễ rị rỉ qua khe hở Các u cầu hóa học 8) Khơng gây cháy 9) Khơng gây nổ 10) Không phản ứng với dầu bôi trơn 11) Khơng phản ứng hóa học, khơng ăn mịn kim loại máy móc, đường ống hệ thống lạnh 12) Hòa tan nước: để tránh gây tắc van tiết lưu mơi chất có lẫn nước 13) Khi rị rỉ dễ phát (bằng mùi, màu, thị, độ dẫn điện) 14) Khi rị rỉ khơng làm hỏng sản phẩm cần bảo quản lạnh Các yêu cầu sinh lý 15) Không độc hại Các yêu cầu kinh tế 16) Rẻ tiền, dễ kiếm, dễ chế tạo Các yêu cầu môi trường 17) Không gây ô nhiễm môi trường Trong thực tế môi chất đáp ứng tất yêu cầu kể Vì chọn mơi chất phải dựa vaò yêu cầu thực tế quan trọng nhất, bỏ qua u cầu cịn lại Ngày mơi chất thông dụng amôniăc NH3 freon 1.2 Các môi chất lạnh thông dụng 1.2.1 Các tính chất amơniăc (NH3 - R717): Amơniăc mơi chất có độ hồn thiện nhiệt động cao so với tất môi chất sử dụng kỹ thuật lạnh: điều kiện làm việc NH có hệ số làm lạnh ε cao Do NH3 sử dụng rộng rãi máy nén lạnh cấp Các tính chất nhiệt động 1) Nhiệt độ sơi áp suất khí thấp: p = kgf/cm2; t = -33,4oC 2) Ở nhiệt độ môi trường áp suất ngưng tụ vừa phải: t = 40oC; p = 16 at 3) Nhiệt độ tới hạn tương đối cao: tth = 132,4oC; pth = 115,2 at 4) Nhiệt độ đông đặc điểm pha thấp: tđđ = -77,7oC 5) Nhiệt ẩn hóa lớn, lớn môi chất lạnh 6) Nhiệt dung riêng đẳng áp vừa phải 7) Độ nhớt vừa phải, lớn độ nhớt nước Các tính chất hóa học 8) Gây cháy khơng khí, lửa có màu vàng 9) Gây nổ nồng độ 16 ÷ 25% khơng khí có mồi lửa 10) Dầu bôi trơn chuyên dụng; khối lượng riêng dầu cao khối lượng riêng lỏng amôniăc, không hồ tan dầu bơi trơn 11) Khơng ăn mịn kim loại đen; ăn mịn kim loại màu có nước, đặc biệt nhôm đồng, ngoại trừ hợp kim đồng có chứa phốt số hợp kim nhơm đặc biệt 12) Hịa tan nước với tỷ lệ, pha, tách nước khỏi amôniăc biện pháp đặc biệt 13) Khi rị rỉ dễ phát hiện: có mùi khai đặc biệt 14) Khi rò rỉ làm hỏng sản phẩm cần bảo quản lạnh Các tính chất sinh lý 15) Độc hại bảng (bảng SO2, HCl, HF, NO2 khơng khí thuộc bảng 6); nồng độ 1% khơng khí gây ngất sau phút Các tính chất kinh tế 16) Rẻ tiền, dễ kiếm, dễ chế tạo Các tính chất môi trường 17) Không gây ô nhiễm môi trường, rị rỉ gây hại tức thì, lâu dài phân đạm cho 1.2.2 Đại cương môi chất lạnh freon Freon sản phẩm hình thành từ dãy hydro carbon no C nH2n+2 cách thay nguyên tử hydro nguyên tử flo F, clo Cl, brom Br Mã hóa freon sau: CnHmFpClqBrk ⇒ R(n-1)(m+1)pBrk (số nguyên tử Cl tính theo cơng thức: q= (2n+2)-(m+p+k) n=1 n-1=0 ký hiệu người ta bỏ số đi, cịn R(m+1)pBrk Ví dụ: R12 ⇒ CF2Cl2 R22 ⇒ CHF2Cl; R142 ⇒ C2H3F2Cl; Ký hiệu R4xy hỗn hợp khơng đồng sơi; ví dụ R404a (R125/143a/134a Tỷ lệ 44/52/4) Ký hiệu R5xy làhỗn hợp đồng sơi; ví dụ R507 (R125/R143a Tỷ lệ 50/50) Ký hiệu R7xy môi chất vô cơ, xy phân tử lượng môi chất; ví dụ NH có phân tử lượng 17 ⇒ ký hiệu R717, CO2 có phân tử lượng 44 ⇒ ký hiệu R744 1.2.3 Các tính chất R12 (CF2Cl2 Diclodiflometan) R12 mơi chất có độ hồn thiện nhiệt động cao, thua NH ít, dùng rộng rãi cho máy lạnh cấp, bị hạn chế tiến tới cấm sử dụng thành phần hóa học có Cl phá hủy tầng ozon rị rỉ Các tính chất nhiệt động 1) Nhiệt độ sơi áp suất khí thấp: p = kgf/cm2; t = -29,8oC 2) Ở nhiệt độ môi trường áp suất ngưng tụ vừa phải: t = 40oC; p = 9,5 at 3) Nhiệt độ tới hạn tương đối cao: tth = 112,04oC; pth = 41,96 at 4) Nhiệt độ đông đặc điểm pha thấp: tđđ = -155oC 5) Nhiệt ẩn hóa tương đối lớn 6) Nhiệt dung riêng đẳng áp vừa phải 7) Độ nhớt nhỏ, nhỏ khơng khí nên R12 rị rỉ qua khe hở mà khơng khí khơng qua được, độ nhớt R12 lớn nitơ chút nên thử kín phải dùng nitơ khơ Các tính chất hóa học 8) Khơng gây cháy 9) Không gây nổ; nhiên nhiệt độ t > 450 oC R12 phân hủy thành chất độc hại HCl, HF (độc hại bảng 1) Do nghiêm cấm vật có nhiệt độ bề mặt 400 oC phòng máy 10) Dầu bôi trơn chuyên dụng; khối lượng riêng ρ dầu nhỏ khối lượng riêng lỏng R12, độ hòa tan dầu bôi trơn phụ thuộc vào nhiệt độ bão hịa mơi chất R12: nhiệt độ t < 45oC hỗn hợp lỏng chia làm lớp, lớp dầu, lớp hỗn hợp dầu R12 11) Khơng ăn mịn kim loại; R12 mơi chất bền vững mặt hóa học 12) Khơng hịa tan nước, lượng nước hòa tan tối đa 0,0006% khối lượng, cho phép làm việc 0,0004%; tách nước khỏi R12 chất hút ẩm thơng dụng 13) Khi rị rỉ khó phát hiện: R12 khơng màu, có mùi thơm nhẹ, khơng vị 14) Khi rị rỉ khơng làm hỏng sản phẩm cần bảo quản lạnh Các tính chất sinh lý 15) Độc hại bảng 5; nồng độ 30% khơng khí gây váng vất khó thở thiếu ơxy Các tính chất kinh tế 16) Tương đối rẻ tiền, dễ kiếm, dễ chế tạo Các tính chất mơi trường 17) Gây nhiễm mơi trường: rị rỉ R12 bay dần lên tầng thượng lưu khí quyển, gây hiệu ứng lồng kính, có thành phần Cl nên R12 phá hoại, làm thủng tầng ozon 1.2.4 Các tính chất R22 (CHF2Cl Monoclodiflometan) R22 mơi chất có độ hồn thiện nhiệt động cao, xếp sau NH 3, dùng rộng rãi cho máy lạnh cấp, bị hạn chế tiến tới cấm sử dụng thành phần hóa học có Cl phá hủy tầng ozon rị rỉ Các tính chất nhiệt động 1) Nhiệt độ sôi áp suất khí thấp: p = kgf/cm2; t = -40,8oC 2) Ở nhiệt độ môi trường áp suất ngưng tụ vừa phải: t = 40oC; p = 15 at 3) Nhiệt độ tới hạn tương đối cao: tth = 96oC; pth = 50,33 at 4) Nhiệt độ đông đặc điểm pha thấp: tđđ = -160oC 5) Nhiệt ẩn hóa tương đối lớn 6) Nhiệt dung riêng đẳng áp vừa phải 7) Độ nhớt nhỏ, nhỏ khơng khí nên R22 rị rỉ qua khe hở mà khơng khí khơng qua được, độ nhớt R22 lớn nitơ chút nên thử kín phải dùng nitơ khơ Các tính chất hóa học 8) Không gây cháy 9) Không gây nổ; nhiên nhiệt độ t>450 oC R22 phân hủy thành chất độc hại HCl, HF (độc hại bảng 1) Do nghiêm cấm vật có nhiệt độ bề mặt 400 oC phòng máy 10) Dầu bôi trơn chuyên dụng; khối lượng riêng ( dầu nhỏ khối lượng riêng lỏng R22, độ hịa tan dầu bơi trơn phụ thuộc vào nhiệt độ bão hịa mơi chất R22: nhiệt độ t CaCO3 + Na2CO3 + 2H2O 2NaOH + Mg(HCO3 )2 -> MgCO3 + Na2CO3 + 2H2O Sơđa NaCO3 sinh tiến hành phản ứng sau: Na2CO3 + CaCl2 -> CaCO3 + 2NaCl Na2CO3 + CaSO4 -> CaCO3 + Na2SO4... theo cơng thức: q= (2n +2) -(m+p+k) n=1 n-1=0 ký hiệu người ta bỏ số đi, cịn R(m+1)pBrk Ví dụ: R 12 ⇒ CF2Cl2 R 22 ⇒ CHF2Cl; R1 42 ⇒ C2H3F2Cl; Ký hiệu R4xy hỗn hợp khơng đồng sơi; ví dụ R404a (R 125 /143a/134a... kết hợp với lắng lọc: - Dùng vôi Ca(OH )2 để thực phản ứng kết tủa Ví dụ: Ca(OH )2 + Ca(HCO3 )2 -> CaCO3 + 2H2O 2Ca(OH )2 + Mg(HCO3 )2 -> Mg(OH )2 + 2CaCO3 + 2H2O Ta thấy, dùng vôi khử độ cứng cacbonat